Поскольку расход является динамической величиной, на сам измерительный прибор влияет множество факторов, таких как: труба, диаметр, форма (круглая, прямоугольная), граничные условия, физические свойства среды (температура, давление, плотность, вязкость, загрязнение, коррозионная активность и т. д.), состояние потока жидкости (турбулентное состояние, распределение скоростей и т. д.), а также условия и уровни установки. Учитывая более чем дюжину типов и сотни разновидностей расходомеров в стране и за рубежом (объемный тип, тип дифференциального давления, турбинный тип, зональный тип, электромагнитный тип, ультразвуковой тип, тепловой расходомер и другие типы, развивающиеся последовательно), как разумный выбор типа в соответствии с расходом, характером потока, требованиями к установке, условиями окружающей среды, экономикой и другими факторами является предпосылкой и основой для хорошего применения приборов для измерения расхода. В этой статье обобщаются принципы и методы выбора распространенных приборов для измерения расхода. Они помогут вам быстро освоить выбор и применение приборов для измерения расхода.

Вообще говоря, принцип выбора расходомера заключается в глубоком понимании принципа конструкции и характеристик жидкости различных расходомеров и выборе в соответствии с конкретной ситуацией на объекте и условиями окружающей среды. Необходимо учитывать и экономические факторы. Обычно нам следует выбирать из следующих пяти аспектов:

① Требования к характеристикам расходомера;

② Характеристики жидкости;

③ Требования к установке;

④ Условия окружающей среды;

⑤ Цена расходомера.

01 требования к производительности

Производительность расходомера в основном включает в себя: измерение расхода (мгновенный расход) или общего объема (кумулятивный расход); Требования к точности; Повторяемость; Линейность; Диапазон и диапазон расхода; Потеря давления; Характеристики выходного сигнала и время отклика расходомера.

Измерение расхода или общего объема

Существует два вида измерения расхода: мгновенный расход и совокупный расход. Например, общее количество сырой нефти, которое необходимо измерить в трубопроводе разгрузочной станции, относится к торговой передаче или непрерывному дозированию производства или технологическому контролю производственного процесса нефтехимического трубопровода и иногда дополняется наблюдением мгновенного потока. На некоторых рабочих местах для контроля расхода требуется мгновенное измерение расхода. Поэтому его следует выбирать в соответствии с потребностями измерений на месте. Некоторые расходомеры, такие как объемный расходомер и турбинный расходомер, основаны на принципе измерения механического счета или частотно-импульсного выхода для непосредственного получения общего количества, что имеет высокую точность и подходит для измерения общего количества. Если оно оснащено соответствующим передающим устройством, оно также может выводить поток. Электромагнитный расходомер и ультразвуковой расходомер определяют расход путем измерения скорости потока жидкости, которая имеет быстрый отклик и подходит для управления технологическим процессом. Если имеется функция накопления, также можно получить общую сумму.

Точность

Класс точности расходомера указывается в определенном диапазоне расхода. Если он используется в определенных условиях или в относительно узком диапазоне расхода, например, изменяется лишь в небольшом диапазоне, то точность его измерения будет выше заданного класса точности. Если турбинный расходомер используется для измерения распределения масла в бочках, то при полностью открытом клапане расход практически постоянен, а его точность можно повысить с уровня 0,5 до уровня 0,25.

Используется для торгового учета, складской и транспортной передачи и материального баланса. Если требуется высокая точность измерения, необходимо учитывать долговечность измерения точности. Обычно он используется для расходомера при вышеуказанных условиях, а уровень точности должен составлять 0,2. Например, оперативное измерительное оборудование (например, измерительная труба) обычно устанавливается на рабочем месте. В последние годы из-за высоких требований к различным единицам измерения сырой нефти предлагается передача коэффициентов для измерения сырой нефти, то есть, в дополнение к периодическому обнаружению расходомера каждые полгода, обе стороны торговой передачи согласовывают проверять расходомер каждые один или два месяца для определения коэффициента расхода, а передача осуществляется каждый день на основе данных, измеренных расходомером, и данных, рассчитанных по коэффициенту расхода расходомера, чтобы повысить точность расходомера, также известный как передача с нулевой ошибкой.

Уровень точности обычно определяется по максимально допустимой погрешности расходомера. Это будет указано в инструкции к расходомеру, предоставленной каждым производителем. Обязательно обратите внимание на то, относится ли процент ошибки к относительной или эталонной ошибке. Относительная погрешность представляет собой процент от измеренного значения, который обычно выражается «% R». Эталонная погрешность представляет собой процент от верхнего предельного значения или диапазона измерения, обычно используемый как «% полной шкалы». Многие производители не указывают это в инструкции. Например, поплавковый расходомер обычно принимает эталонную погрешность, а некоторые модели электромагнитных расходомеров также принимают эталонную погрешность.

Если расходомер используется не просто для измерения общего количества, а применяется в системе управления расходом, точность обнаружения расходомера должна определяться в соответствии с требованиями к точности контроля всей системы. Потому что вся система не только имеет ошибку обнаружения потока, но также включает в себя ошибку передачи сигнала, регулирования управления, выполнения операций и других звеньев и различных влияющих факторов. Например, в операционной системе есть ошибка возврата около 2%. Неэкономично и неразумно определять чрезмерно высокую точность (выше уровня 0,5) применяемых средств измерений. Что касается самого прибора, точность датчика и вторичного прибора также должна быть надлежащим образом согласована. Например, если расчетная погрешность усредняющей трубки без фактической калибровки составляет от ± 2,5% до ± 4%, не имеет особого значения оборудование дифференциального манометра с высокой точностью 0,2% ~ 0,5%.

Другая проблема заключается в том, что уровень точности, указанный для расходомера в регламенте поверки или инструкции производителя, относится к предельно допустимой погрешности расходомера. Однако, когда расходомер используется на месте, он будет давать некоторые дополнительные ошибки из-за изменений условий окружающей среды, условий потока жидкости и динамических условий. Следовательно, расходомер, используемый на месте, должен иметь комбинацию максимально допустимой погрешности и дополнительной погрешности самого прибора. Эту проблему необходимо рассмотреть в полной мере. Иногда погрешность в условиях эксплуатации на месте может превышать максимально допустимую погрешность расходомера.

Повторяемость

Повторяемость определяется принципом и качеством изготовления расходомера. Это важный технический показатель при использовании расходомера, который тесно связан с точностью расходомера. Как правило, в соответствии с требованиями к метрологическим характеристикам в регламенте поверки расходомер имеет не только уровень точности, но и повторяемость. Общее положение заключается в том, что повторяемость расходомера не должна превышать 1/3~1/5 предельно допустимой погрешности, указанной в соответствующем уровне точности.

Повторяемость обычно определяется как постоянство нескольких измерений в одном направлении для определенного значения расхода за короткое время, когда условия окружающей среды и параметры среды остаются неизменными. Однако при практическом применении на повторяемость расходомера часто влияют изменения параметров вязкости и плотности жидкости. Иногда эти параметры не достигают уровня, требующего специальной коррекции, что будет ошибочно принято за плохую повторяемость показаний расходомера. Учитывая эту ситуацию, следует выбирать расходомер, нечувствительный к изменению этого параметра. Например, на ротаметр легко влияет плотность жидкости, а на расходомер малого диаметра влияет не только плотность жидкости, но также может влиять вязкость жидкости; Влияние вязкости турбинного расходомера при использовании в диапазоне высоких вязкостей; На некоторые ультразвуковые расходомеры без коррекции влияет температура жидкости и т. д. Если выходной сигнал расходомера нелинейный, этот эффект может быть более заметным.

Линейность

Выходной сигнал расходомера в основном включает линейный и нелинейный квадратный корень. Вообще говоря, нелинейная погрешность расходомера не указывается отдельно, а включается в погрешность расходомера. Для расходомера с широким диапазоном расхода и импульсным выходным сигналом линейность является важным техническим показателем. Если в пределах диапазона расхода используется один коэффициент прибора, точность расходомера снизится из-за плохой линейности. Например, турбинный расходомер использует коэффициент прибора в диапазоне расхода 10:1, и его точность будет низкой, если линейность плохая. С развитием компьютерных технологий его диапазон расхода может быть сегментирован, а кривая коэффициента расходомера может быть подобрана методом наименьших квадратов для коррекции расходомера, чтобы повысить точность расходомера и расширить диапазон расхода.

Верхний предел расхода и диапазон расхода

Верхний предел расхода также известен как полный расход или максимальный расход расходомера. Когда мы выбираем диаметр расходомера, мы должны настроить его в соответствии с диапазоном расхода, используемого тестируемым трубопроводом, а также верхним и нижним пределом расхода выбранного расходомера, и мы не можем просто подобрать его в соответствии с диаметром трубы.
Вообще говоря, максимальный расход расчетной трубопроводной жидкости определяется в соответствии с экономическим расходом. Если выбор слишком мал, а диаметр трубы толстый, инвестиции будут большими; Если оно слишком велико, мощность передачи велика и эксплуатационные расходы увеличиваются. Например, экономичная скорость потока жидкости с низкой вязкостью, такой как вода, составляет 1,5 ~ 3 м/с, а жидкости с высокой вязкостью — 0,2 ~ 1 м/с. Расход верхнего предела расхода большинства расходомеров близок к экономичному расходу трубопровода или превышает его. Поэтому при выборе расходомера его диаметр такой же, как у трубопровода, поэтому его удобнее устанавливать. Если они разные, большой разницы не будет. Как правило, характеристики верхней и нижней соседних шестерен можно соединить с помощью редуктора.
При выборе расходомеров следует обратить внимание на различные типы расходомеров. Верхний предел расхода или верхний предел расхода сильно различаются из-за ограничений принципа измерения и конструкции соответствующих расходомеров. Если взять в качестве примера расходомер жидкости, скорость потока верхнего предела потока является самой низкой у стеклянного поплавкового расходомера, который обычно составляет 0,5 ~ 1,5 м/с, расходомер прямого вытеснения находится в диапазоне 2,5 ~ 3,5 м/с, Вихревой расходомер выше от 5,5 до 7,5 м/с, а электромагнитный расходомер от 1 до 7 м/с, даже от 0,5 до 10 м/с.
Также необходимо учитывать верхний предел скорости потока жидкости, поскольку явление кавитации не может возникнуть из-за слишком высокой скорости потока. Место, где возникает явление кавитации, обычно находится в месте с максимальной скоростью потока и самым низким статическим давлением. Чтобы предотвратить образование кавитации, часто необходимо контролировать минимальное противодавление (максимальный расход) расходомера.
Следует также отметить, что верхнее предельное значение расходомера не может быть изменено после заказа, например, объемного расходомера или поплавкового расходомера. После определения конструкции расходомера дифференциального давления, такого как диафрагма дроссельного устройства, нижний предел расхода не может быть изменен, а верхний предел расхода может быть изменен путем регулировки датчика перепада давления или замены датчика перепада давления. Например, для некоторых моделей электромагнитных расходомеров или ультразвуковых расходомеров некоторые пользователи могут самостоятельно сбросить верхний предел расхода.

Диапазон
Степень диапазона представляет собой соотношение верхнего и нижнего пределов расхода расходомера. Чем больше значение, тем шире диапазон расхода. Линейные инструменты имеют широкий диапазон, обычно 1:10. Диапазон нелинейного расходомера невелик, всего 1:3. Обычно используется для управления процессом или учета торговых операций. Если требуется широкий диапазон расхода, не выбирайте расходомер с небольшим диапазоном.
В настоящее время, чтобы продемонстрировать широкий диапазон расхода своего расходомера, некоторые производители очень сильно повышают скорость потока верхнего предела в руководстве по эксплуатации, например, поднимая жидкость до 7 ~ 10 м/с (обычно 6 м/с). ; Увеличьте скорость газа до 50 ~ 75 м/с (обычно 40 ~ 50) м/с); На самом деле такой высокий расход бесполезен. Фактически, ключом к широкому диапазону является наличие более низкого нижнего предела расхода для удовлетворения потребностей измерения. Поэтому более практичным является расходомер с широким диапазоном расхода и низким нижним пределом расхода.

потеря давления
Под потерей давления обычно понимают невосполнимую потерю давления датчика расхода из-за установки статического или подвижного детекторного элемента в канале потока или изменения направления потока, и ее значение иногда может достигать десятков кПа. Поэтому расходомер следует выбирать по допустимой потере давления максимального расхода, определяемой производительностью трубопроводной системы и давлением на входе расходомера. Неправильный выбор ограничит поток жидкости, что приведет к чрезмерной потере давления и повлияет на эффективность циркуляции. Для некоторых жидкостей (углеводородная жидкость с высоким давлением паров) следует также обратить внимание на чрезмерный перепад давления, который может вызвать кавитацию и испарение жидкой фазы, снизить точность измерения и даже повредить расходомер. Например, для расходомера для передачи воды с диаметром трубы более 500 мм следует учитывать повышенную стоимость перекачки, вызванную чрезмерными потерями энергии, вызванными потерей давления. Согласно соответствующим отчетам, стоимость прокачки расходомера с большой потерей давления для измерения в последние годы часто превышает стоимость покупки расходомера с низкой потерей давления и дорогой ценой.

Характеристики выходного сигнала
Выходное и отображаемое количество расходомера можно разделить на:
① Расход (объемный расход или массовый расход); ② Общая сумма; ③ Средняя скорость; ④ Скорость точки. Некоторые расходомеры выдают аналоговую величину (ток или напряжение), а другие — импульсную величину. Аналоговый выход обычно считается подходящим для управления процессом и более подходящим для подключения к устройствам контура управления, таким как регулирующий клапан; Импульсный выход больше подходит для измерения общего объема и высокой точности измерения расхода. Импульсный выход передачи сигнала на большие расстояния имеет более высокую точность передачи, чем аналоговый выход. Режим и амплитуда выходного сигнала также должны иметь возможность адаптироваться к другому оборудованию, такому как интерфейс управления, процессор данных, устройство сигнализации, схема защиты от разрыва цепи и система передачи данных.

время отклика
При применении к пульсирующему потоку следует обратить внимание на реакцию расходомера на изменение шага расхода. В некоторых приложениях требуется, чтобы выходной сигнал расходомера отслеживал поток жидкости, в то время как в других требуется более медленный выходной сигнал для получения комплексного среднего значения. Мгновенный отклик часто выражается постоянной времени или частотой отклика. Первое составляет от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, а второе — ниже сотен Гц. Использование индикаторных приборов может значительно продлить время отклика. Обычно считается, что асимметрия динамического отклика ускоряет увеличение погрешности измерения расхода при увеличении или уменьшении расхода расходомера.

02 характеристики жидкости
При измерении расхода, поскольку на различные расходомеры всегда влияет один или несколько параметров физических свойств жидкости, физические свойства жидкости в значительной степени влияют на выбор расходомеров. Поэтому выбранный метод измерения и расходомер должны не только адаптироваться к свойствам измеряемой жидкости, но и учитывать влияние изменения одного параметра физических свойств жидкости на другой параметр в процессе измерения. Например, влияние изменения температуры на вязкость жидкости.
К общим физическим свойствам жидкости относятся плотность, вязкость, давление пара и другие параметры. Эти параметры обычно можно найти в руководстве для оценки параметров жидкости в условиях эксплуатации и адаптируемости выбранного расходомера. Но есть также некоторые физические свойства, которые невозможно обнаружить. Такие как коррозионная активность, масштабирование, закупорка, фазовое превращение и смешивающееся состояние.

Температура и давление жидкости
Тщательно проанализируйте рабочее давление и температуру жидкости в расходомере, особенно чрезмерное изменение плотности, вызванное изменением температуры и давления при измерении газа, и, возможно, придется изменить выбранный метод измерения. Например, если температура и давление влияют на точность измерения расхода, следует внести поправку на температуру или давление. Кроме того, конструктивная прочность конструкции и материал корпуса расходомера также зависят от температуры и давления жидкости. Поэтому необходимо точно знать максимальные и минимальные значения температуры и давления. Когда температура и давление сильно изменяются, их следует выбирать тщательно.
Следует также отметить, что при измерении газа необходимо подтвердить, является ли значение его объемного расхода температурой и давлением в рабочих условиях или температурой и давлением в стандартных условиях.

Плотность жидкости
Для жидкостей плотность относительно постоянна в большинстве случаев. Если температура не изменится сильно, коррекцию плотности обычно невозможно выполнить. В газовых приложениях диапазон и линейность расходомера зависят от плотности газа. Как правило, для выбора необходимо знать значения при стандартном состоянии и рабочем состоянии. Существует также несколько методов преобразования значения состояния потока в некоторые общепризнанные соотношения параметров, которые широко используются при хранении и транспортировке нефти. Газ низкой плотности является трудным для некоторых методов измерения, особенно для приборов, которые используют импульс газа для управления датчиком обнаружения (например, турбинный расходомер).
вязкость
Вязкость различных жидкостей сильно различается и существенно меняется из-за изменения температуры. Газ другой. Разница вязкости между различными газами невелика, и ее значение обычно невелико. И никаких существенных изменений из-за изменения температуры и давления не произойдет. Потому что вязкость жидкости намного выше, чем у газа. Например, при 20 ℃ и 100 кПа динамическая вязкость воды равна Па·с, а воздуха – Па·с, поэтому влияние вязкости необходимо учитывать для жидкости, а вязкость газа не так важна, как эта. жидкости.

Влияние вязкости на различные расходомеры различно. Например, значения расхода электромагнитного расходомера, ультразвукового расходомера и массового расходомера Кориолиса находятся в широком диапазоне вязкости, и можно считать, что вязкость жидкости не влияет на него; Характеристика погрешности объемного расходомера связана с вязкостью и может незначительно на нее влиять; Однако, когда вязкость ротаметра, турбинного расходомера и вихревого расходомера превышает определенное значение, это будет иметь большое влияние и не может быть использовано.
Характеристики некоторых расходомеров описываются числом Рейнольдса трубы как переменной параметра, а число Рейнольдса трубы является функцией вязкости жидкости, плотности и скорости трубы. Поэтому вязкость все равно оказывает влияние на характеристики инструмента.
Вязкость также является параметром, позволяющим судить о ньютоновской или неньютоновской жидкости. Большинство методов измерения расхода и расходомеров применимы только к ньютоновской жидкости. Все газы являются ньютоновскими жидкостями. Большинство жидкостей и жидкостей, содержащих небольшое количество сферических частиц, также являются ньютоновскими жидкостями. Метод измерения и расходомер, применимые только к ньютоновской жидкости, повлияют на результаты измерения, если они применяются к неньютоновской жидкости. Следовательно, ньютоновская жидкость является важным условием для нормального использования измерения расхода жидкости.
Тенденция влияния вязкости на диапазон расходомеров разных типов различна. Как правило, вязкость объемного расходомера увеличивается, а диапазон расширяется. Напротив, вязкость турбинного расходомера и вихревого расходомера увеличивается, а диапазон уменьшается. Поэтому при оценке технологичности расходомера необходимо знать температурно-вязкостные характеристики жидкости.
Текучее состояние некоторых неньютоновских жидкостей (таких как буровой раствор, целлюлоза, шоколад и краска) является сложным, и об их свойствах трудно судить. При выборе расходомера необходимо соблюдать осторожность.

Химическая коррозия и накипь
1) Проблема химической коррозии.
Химическая коррозия жидкости иногда становится решающим фактором при выборе метода измерения и использовании расходомера. Например, некоторые жидкости вызывают коррозию деталей, с которыми контактирует расходомер, отлагают или осаждают кристаллы на поверхности, а также вызывают электролитические химические реакции на поверхности металлических деталей. Возникновение этих явлений приведет к снижению производительности и срока службы расходомера. Поэтому для решения проблем химической коррозии и накипи производитель применил множество методов, таких как выбор антикоррозионных материалов или принятие антикоррозионных мер на конструкции расходомера, например, диафрагме дроссельной заслонки. Прибор изготовлен из керамических материалов, а металлический поплавковый расходомер футерован коррозионностойким конструкционным пластиком. Однако для расходомера сложной конструкции, такого как объемный расходомер и турбинный расходомер, невозможно измерить коррозионную жидкость. Некоторые расходомеры в принципе и конструкции обладают коррозионной стойкостью или легко принимают меры по обеспечению коррозионной стойкости. Датчик-преобразователь ультразвукового расходомера установлен на внешней стенке трубопровода и не контактирует с измеряемой жидкостью, что является существенно антикоррозийным. Электромагнитный расходомер имеет только футеровку измерительной трубки и пару электродов простой формы, контактирующих с жидкостью. В последние годы в некоторых конструкциях электрод не контактирует с жидкостью, что также является антикоррозионной мерой.

2) Масштабирование
Накипь или кристаллизация в полости расходомера и датчике расхода уменьшают зазор движущихся частей расходомера и снижают чувствительность или измерительные характеристики чувствительных элементов расходомера. Например, при использовании ультразвукового расходомера слой накипи будет препятствовать излучению ультразвука. При использовании электромагнитного расходомера непроводящий слой накипи изолирует поверхность электрода, что делает расходомер неработоспособным. Поэтому в некоторых расходомерах часто используется обогрев снаружи датчика расхода, чтобы предотвратить выпадение осадка и кристаллизации, или устанавливают средство для удаления накипи.
Результатом химической коррозии и накипи является изменение шероховатости внутренней стенки испытательного трубопровода, и эта шероховатость повлияет на распределение скорости потока жидкости. Поэтому предлагается пользователям обратить внимание на эту проблему. Например, трубопровод, используемый в течение многих лет, необходимо очистить и удалить накипь.
Коррозия и накипь влияют на изменение значения измерения расхода, которое зависит от типа расходомера. Ниже приведены примеры ультразвукового расходомера и электромагнитного расходомера для иллюстрации результатов влияния накипи в трубопроводе. Например, если внутренняя стенка трубопровода с внутренним диаметром 50 мм имеет масштаб или отложение на 0,1–0,2 мм, измеренная площадь трубопровода уменьшится на 0,4–0,6 %, а результирующая ошибка будет представлять собой отклонение, которое может не следует игнорировать для расходомера класса 0,5 ~ 1,0.

Коэффициент сжимаемости
Коэффициент сжимаемости газа Z — это отношение фактического удельного объема к «идеальному удельному объему» определенной массы газа при тех же температуре и давлении. В общем случае z = 0 для газа; Фактический газ Z может быть больше или меньше 1. Значение отклонения Z от 1 указывает на степень отклонения фактического газа от идеального газа. Величина сжимаемости газа Z зависит от типа или состава, температуры и давления. Поэтому плотность жидкости в рабочем состоянии должна быть получена через коэффициент сжимаемости при измерении газа. Если компонент жидкости фиксирован, плотность рассчитывается по температуре, давлению и сжимаемости. Если жидкость является многокомпонентной (например, при измерении природного газа) и работает вблизи (или в) сверхкритической области, необходимо оборудовать онлайн-денситометр для онлайн-измерения плотности.

03 установка расходомера
Проблемы, требующие внимания во время установки
Проблема установки предъявляет разные требования к расходомерам с разными принципами. Для некоторых расходомеров, таких как расходомер дифференциального давления и скоростной расходомер, прямой участок трубы определенной длины или более длинный должен быть оборудован на входе и выходе расходомера в соответствии с правилами, чтобы обеспечить полное развитие потока жидкости перед входным концом. расходомера. В то время как другие расходомеры, такие как расходомеры прямого вытеснения и поплавковые расходомеры, не предъявляют никаких требований к длине прямого участка трубы или имеют низкие требования к ним.
Некоторые расходомеры имеют определенные погрешности из-за влияния установки. Например, при использовании массового расходомера Кориолиса возникают большие ошибки из-за влияния монтажных напряжений. Проблемы слежения за используемым расходомером могут быть не только связаны с проблемами самого расходомера, а многие условия вызваны плохой установкой. Общие проблемы заключаются в следующем:
① Переверните входную поверхность диафрагмы расходомера дифференциального давления;
② Датчик расхода установлен в месте с плохим профилем распределения скорости;
③ Нежелательная фаза присутствует в импульсном трубопроводе, подключенном к устройству дифференциального давления;
④ Расходомер установлен во вредной среде или недоступном месте;
⑤ Направление потока расходомера установлено неправильно;
⑥ Расходомер или линия передачи электрического сигнала находятся под сильным электромагнитным полем;
⑦ Установите расходомер, легко нарушаемый вибрацией, на трубопровод с вибрацией;
⑧ Отсутствие необходимых защитных аксессуаров.

Условия установки
Во время использования расходомера внимание должно быть обращено на адаптируемость и требования к условиям установки, в основном с учетом следующих аспектов, таких как направление установки расходомера, направление потока жидкости, конфигурация входных и выходных трубопроводов, клапан положение, защитные аксессуары, влияние пульсирующего потока, вибрация, электрические помехи и техническое обслуживание расходомера.
1) Проводка полевого трубопровода
При монтаже трубопроводов на объекте следует обратить внимание на направление установки расходомера. Поскольку направление установки расходомера обычно разделяется на режим вертикальной установки и режим горизонтальной установки, существуют различия в характеристиках измерения расхода между двумя режимами установки. Например, вертикальный нисходящий поток жидкости создаст дополнительную силу для датчика расходомера, повлияет на производительность расходомера и уменьшит линейность и повторяемость расходомера. Направление установки расходомера также зависит от физических свойств жидкости. Например, в горизонтальном трубопроводе могут выпадать твердые частицы, поэтому расходомер, измеряющий это состояние, лучше устанавливать в вертикальном трубопроводе.
2) Направление потока жидкости
Эта проблема аналогична направлению установки расходомера. Поскольку некоторые расходомеры могут работать только в одном направлении, обратный поток может повредить расходомер. При использовании подобного расходомера также учитывается, что в случае неработоспособности может возникнуть обратный поток, поэтому необходимо принять меры, например, установить обратный клапан для защиты расходомера. Даже если расходомер можно использовать в двух направлениях, могут быть некоторые различия в характеристиках измерения между прямым и обратным направлениями, и его следует использовать в соответствии с требованиями, указанными производителем.
3) Прямые участки трубы до и после расходомера.
Поскольку на расходомер будет влиять состояние потока на входе в трубопровод, трубопроводная арматура также будет вносить возмущения в поток. Возмущение потока, как правило, имеет вихревое искажение профиля распределения скорости. Существование вихря обычно обусловлено двумя или более пространственными (трехмерными) изгибами. Искажение профиля скорости обычно связано с локальными препятствиями на трубопроводной арматуре (например, клапанами) или изгибах. Эти эффекты необходимо улучшить за счет соответствующей длины прямой трубы перед трубопроводом или установки регуляторов расхода. Помимо рассмотрения влияния соединительных фитингов расходомера, можно также учитывать влияние комбинации фитингов на входном трубопроводе, поскольку они могут создавать различные источники помех, поэтому расстояние между каждым источником помех должно быть максимально открытым, чтобы уменьшить его влияние. Например, клапан, который частично открывается сразу после единственного колена.

Также необходим прямой участок трубы после расходомера, чтобы уменьшить влияние потока ниже по потоку.
Асимметричный профиль потока не влияет на объемный расходомер и массовый расходомер Кориолиса; При использовании турбинного расходомера вихрь должен быть уменьшен в максимально возможной степени; Электромагнитный расходомер и расходомер дифференциального давления должны ограничивать вихрь в очень небольшом диапазоне.
Кавитация и конденсация возникают из-за неразумной прокладки трубопровода, чтобы избежать резких изменений диаметра и направления трубопровода. Неправильная прокладка трубопровода также приводит к пульсации.
4) Диаметр трубы и вибрация трубы
Диапазон диаметров труб некоторых типов расходомеров не очень широк, поэтому слишком большой или слишком маленький будет ограничивать выбор разновидностей расходомеров.При измерении потока с низкой или высокой скоростью расхода диаметр трубы расходомера с другой трубкой можно выбрать диаметр, и для подключения можно использовать переходник, чтобы расходомер работал в указанном диапазоне.Если расход превышает диапазон, если расход слишком низок, погрешность расходомера увеличится, и если расход Слишком высокое значение может также увеличить погрешность расходомера. В то же время датчик расхода будет превышать скорость или падение давления будет слишком большим, что повредит использованию расходомера.
Некоторые расходомеры, такие как вихревой расходомер с пьезоэлектрическими детекторными частями и массовый расходомер Кориолиса, чувствительны к механической вибрации и их легко вывести из строя вибрацией трубопровода.Следует обратить внимание на конструкцию опор на переднем и заднем трубопроводах расходомера. Помимо использования элиминаторов пульсации для устранения эффектов пульсации, все установленные расходомеры должны храниться вдали от источников вибрации или пульсации.
5) Положение установки клапана
Регулирующий клапан и запорный клапан устанавливаются на трубопроводе, где установлен расходомер.Чтобы избежать некоторых нарушений распределения скорости потока и кавитации, вызванной клапаном, влияющим на измерения расходомера, общий регулирующий клапан должен быть установлен после расходомера. Регулирующий клапан, установленный после расходомера, также может увеличивать противодавление расходомера, чтобы уменьшить возможность кавитации внутри расходомера.
Целью установки запорного клапана является изоляция расходомера от жидкости в трубопроводе для проведения технического обслуживания.Клапан на входе должен находиться на достаточном расстоянии от расходомера.Когда расходомер работает, клапан на входе должен быть полностью открыт во избежание помех, таких как искажение распределения скорости потока.
6) Защитные аксессуары
Установка защитных аксессуаров является защитной мерой, обеспечивающей нормальную работу расходомера.Например, в объемных расходомерах и турбинных расходомерах некоторое необходимое оборудование, такое как фильтр, должно быть установлено на входе.Установка всего этого оборудования не должна влияют на использование расходомера.
7) Электрические соединения и электромагнитные помехи
В настоящее время большинство систем измерения расхода, будь то сам расходомер или его дополнительное соединение, имеют электронное оборудование, поэтому используемый источник питания должен соответствовать расходомеру.Когда выходной уровень расходомера низкий, предусилитель, подходящий для окружающей среды, должен Выходной сигнал некоторых типов расходомеров может быть нарушен мощными переключающими устройствами, поэтому выходной импульс расходомера колеблется и влияет на производительность расходомера.Например, сигнальный кабель должен располагайтесь как можно дальше от силового кабеля и источника питания, чтобы уменьшить воздействие электромагнитных и радиочастотных помех.

8) Пульсирующий поток и нестационарный поток
Как упоминалось ранее, при воздействии пульсационного потока, помимо использования каплеуловителей пульсации, следует также обратить внимание на то, чтобы все установленные расходомеры находились вдали от источников пульсаций.Наиболее распространенными источниками пульсаций являются гидравлические колебания, такие как насосы постоянной производительности, поршневые компрессоры. , колебательные клапаны или регуляторы, вихревые цепи и т. д. Как правило, расходомер дифференциального давления имеет пульсирующую погрешность расхода, а турбинный расходомер и вихревой расходомер также дают пульсирующую погрешность расхода. Нестационарный расход относится к расходу, который меняется со временем и медленный. Пульсация — это частный случай нестационарного потока, например, медленная пульсация, вызванная работой регулирующего клапана слишком большого размера.
Расходомер может противостоять воздействию пульсации на датчик расхода и дополнительный индикатор соответственно.Установите датчик расхода далеко от источника пульсации или установите фильтры нижних частот, такие как импульсный буфер (для жидкости) или дроссель (для газа). ) в системе трубопровода, чтобы уменьшить степень пульсации.Для вторичного дисплея можно выбрать расходомер с хорошими характеристиками отклика (например, электромагнитный расходомер и ультразвуковой расходомер) для увеличения демпфирования, а параметры пульсации можно измерить для оценки дополнительная погрешность пульсации.

04 требования к условиям окружающей среды
В процессе выбора расходомера не следует игнорировать окружающие условия и соответствующие изменения, такие как температура окружающей среды, влажность, безопасность и электрические помехи:
1) Температура окружающей среды
Изменение температуры окружающей среды повлияет на электронную часть и часть датчика расхода расходомера.Например, изменение температуры повлияет на изменение размера датчика, изменение плотности и вязкости жидкости за счет теплопередачи корпуса расходомера и т. д. температура окружающей среды влияет на электронные компоненты индикаторного прибора, параметры компонента будут изменены.Датчик потока и дополнительный индикаторный прибор должны быть установлены в разных местах.Например, дополнительный индикаторный прибор должен быть установлен в диспетчерской, чтобы гарантировать, что электронные компоненты свободны от влияния температуры.Следует сказать, что влияние температуры окружающей среды не должно быть одной из основных влияющих величин неопределенности при оценке общей неопределенности измерения расхода.
2) Влажность окружающей среды
Влажность воздуха в окружающей среде также является одной из проблем, влияющих на использование расходомера.Например, высокая влажность ускоряет атмосферную и электролитическую коррозию и ухудшает электрическую изоляцию, а низкая влажность вызывает статическое электричество.Быстрые изменения температуры окружающей среды или температуры среды может вызвать проблемы с влажностью, такие как конденсация на поверхности.
3) Безопасность
Расходомер должен быть выбран в соответствии с соответствующими спецификациями и стандартами для адаптации к взрывоопасной среде, а площадка должна быть проверена в соответствии со стандартами взрывозащиты.
4) Электрические помехи
Силовые кабели, двигатели и электрические выключатели будут создавать электромагнитные помехи. Если не принять соответствующие меры, это станет причиной ошибок в измерении расхода.

05 экономика
Рассмотрим стоимость приобретения расходомера с экономической точки зрения.
При покупке расходомера необходимо сравнить влияние расходомеров разных типов на экономичность всей измерительной системы.Например, расходомер с небольшим диапазоном требует параллельного подключения нескольких расходомеров и нескольких трубопроводов для выполнения одного и того же измерения. диапазон, чем расходомер с широким диапазоном.Поэтому, в дополнение к расходомерам, необходимо добавить много вспомогательного оборудования, такого как клапаны и аксессуары для трубопроводов.Хотя на первый взгляд стоимость расходомера меньше, но другие затраты увеличено, что нерентабельно.Например, стоимость установки расходомера и дифференциального манометра относительно дешева, но стоимость формирования измерительной схемы, включая фиксированные аксессуары диафрагмы, может превышать стоимость основных частей.

Стоимость установки
При покупке расходомера необходимо учитывать не только стоимость покупки расходомера, но и другие затраты, такие как стоимость приобретения аксессуаров, стоимость установки и ввода в эксплуатацию, стоимость обслуживания и регулярного обнаружения, стоимость эксплуатации и стоимость запасных частей.
Например, многие расходомеры должны быть оснащены относительно длинным прямым участком трубы перед входом, чтобы обеспечить их измерительные характеристики. Поэтому правильная установка требует прокладки дополнительных трубопроводов или обеспечения обходных трубопроводов для регулярного обслуживания. Поэтому стоимость установки должна составлять во многих аспектах считается разумным, например, оно должно также включать вспомогательные затраты, такие как запорный клапан и фильтр, необходимые для работы.

Операционные затраты
Стоимость эксплуатации расходомера в основном относится к потреблению энергии во время работы, включая внутреннее энергопотребление электрического прибора или энергопотребление источника воздуха пневматического прибора, а также энергию, потребляемую при проталкивании жидкости через прибор. в процессе измерения, то есть расход энергии накачки для преодоления потери давления прибора из-за измерения и т. д. Например, большая часть дифференциального давления, создаваемого расходомером дифференциального давления, не подлежит восстановлению, а расходомер прямого вытеснения и турбинный расходомер также имеют значительное сопротивление.Только полноканальный и беспрепятственный электромагнитный расходомер и ультразвуковой расходомер в основном свободны от этой стоимости.Поскольку вставной расходомер используется для труб большого диаметра, а коэффициент блокировки мал, его потеря давления также может игнорироваться.
Подсчитано, что энергопотребление перекачки расходомера с диафрагмой дифференциального давления диаметром 100 мм в течение одного года эквивалентно стоимости покупки расходомера. В случае замены электромагнитного расходомера стоимость покупки эквивалентна только энергопотреблению расходомера с диафрагмой дифференциального давления. сроком более 4 лет.Предусматривается большая доля затрат на перекачку.Принято считать, что для расходомера диаметром более 5000 мм следует, по возможности, выбирать расходомер с малой потерей давления и без потери давления.Для Например, традиционный расходомер дифференциального давления, используемый в технике водоснабжения, редко использует диафрагму и использует трубку Вентури с низкими потерями давления.Теперь он обновлен до электромагнитного расходомера и ультразвукового расходомера.

Стоимость тестирования
Стоимость обнаружения должна определяться в соответствии с циклом проверки расходомера.Для обнаружения сырой нефти или очищенной нефти, обычно используемой для торговых расчетов, на месте часто устанавливается стандартная объемная трубка для проведения онлайн-проверки расходомера.

Стоимость технического обслуживания, стоимость запасных частей и т. д.
Затраты на техническое обслуживание – это затраты, необходимые для поддержания нормальной работы измерительной системы после ввода расходомера в эксплуатацию, в основном включая стоимость технического обслуживания и запасных частей.Расходомер с движущимися частями требует дополнительных работ по техническому обслуживанию, таких как регулярная замена легко изнашиваемых подшипников. , валы, бегунки, передаточные шестерни и т. д. Расходомер без движущихся частей также необходимо проверить, например, наиболее распространенный расходомер с диафрагмой с геометрическим методом измерения.
Стоимость запасных частей будет увеличиваться с улучшением характеристик расходомера.При выборе расходомера стоимость покупки запасных частей должна быть увеличена в то же время, особенно расходомер, импортированный из-за границы.Иногда расходомер заменяется целиком. из-за сложности уязвимых запчастей.

06 выбор метода измерения и расходомера

Выбор измерения расхода суспензии
Из списка расходомеров можно обнаружить, что дополнительные расходомеры, применяемые для суспензии, содержащей гранулированное волокно, включают в себя: расходомер дифференциального давления, включая колено, клиновую трубку, электромагнитный расходомер, доплеровский ультразвуковой расходомер, вихревой расходомер, целевой расходомер, массовый расходомер Кориолиса. и т. д. В соответствии с текущим использованием бытовых расходомеров и измерительными характеристиками различных расходомеров, электромагнитные расходомеры являются предпочтительными для измерения расхода шлама. Другие расходомеры могут быть выбраны только в том случае, если измеряемый раствор не является непроводящим или содержит ферромагнитные частицы, и измерение трубопроводную систему не допускается отрезать для подключения к датчику расхода.Сообщается, что электромагнитный расходомер является лучшим за многолетний опыт применения при измерении расхода водоугольного шлама с содержанием пылеугольного топлива до 65%.
Расходомер перепада давления можно использовать для измерения датчика перепада давления шлама.В дополнение к коленчатым, клиновидным трубам и кольцевым трубам, при меньшем количестве твердой фазы можно также использовать круглую диафрагму с отсутствующей диафрагмой и эксцентричную диафрагму.Труба Вентури также есть примеры для измерения.
Доплеровским ультразвуковым расходомером можно проводить измерения, не разрезая трубу и зажимая ультразвуковой преобразователь (зонд) снаружи трубы, но точность измерений не высока.
Вихревой расходомер может измерять только небольшое количество порошкообразных твердых веществ, а большее количество твердых частиц или волокон будет создавать шум и не может быть использовано.
Целевой расходомер используется для потока жидкости, такой как тяжелая нефть или остатки, содержащие пылевидный уголь, и применяется расходомер с целевой деформацией.
Массовый расходомер Кориолиса имеет опыт измерения шламов за рубежом. Как правило, подходит его прямая измерительная труба, но в Китае мало опыта применения.
Выбор метода измерения массового расхода жидкости в закрытом трубопроводе
Под большим расходом здесь понимается не «относительно большой расход», когда расход определенного диаметра трубы велик, а большой расход абсолютной величины расхода.Поскольку расход жидкости, транспортируемой по трубопроводу, имеет определенную величину диапазон, а обычная экономическая скорость потока жидкости с низкой вязкостью составляет 1 ~ 3 м/с, измерение «большого потока» здесь относится к измерению расхода большого трубопровода.
Вообще говоря, расходомеры с диаметром трубы менее DN300 называются расходомерами малого и среднего диаметра трубы, расходомеры с диаметром трубы более DN300 ~ dn400 называются расходомерами большого диаметра трубы, а расходомеры с диаметром трубы более DN1200 называются расходомерами сверхбольшого диаметра трубы. При измерении расхода жидкости в трубах сверхбольшого диаметра в основном используется вода, а кроме воды есть нефтепродукты.Как правило, расходомер большого диаметра включает в себя расходомер дифференциального давления, электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер и вставной расходомер, а также DN300 ~ DN500. объемный расходомер и турбинный расходомер.

1) Условия установки
Условия установки в основном зависят от того, разрешен ли метод измерения перекрывать поток трубы, приостанавливать работу, пробивать отверстия в трубе, перекрывать поток трубы и устанавливать датчик потока.
Если разрешено отрезать поток трубы и установить датчик расхода, можно выбрать электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер с измерительным отрезком трубы, объемный расходомер и турбинный расходомер.
Если допускается сверление отверстий в трубопроводе, можно выбрать ультразвуковой расходомер с внешним преобразователем и вставной расходомер.
Если вышеуказанные требования не выполняются, можно выбрать только ультразвуковой расходомер с внешним зажимным преобразователем.

2) Требования к точности измерений
Для непроводящей жидкости с высокой точностью измерения, необходимой для торговой передачи, можно выбрать ультразвуковой расходомер с секцией измерительной трубы, многоканальный ультразвуковой расходомер, объемный расходомер и турбинный расходомер, а для проводящей жидкости также можно выбрать электромагнитный расходомер.
Для контроля пропорции и требования более низкой точности измерения можно выбрать трубку Вентури перепада давления и ультразвуковой расходомер с внешним закрепленным преобразователем. В случае низкой точности измерения можно выбрать подключаемый расходомер.

3) Потеря давления (расход энергии на перекачку)
Затраты на потребление энергии насосом при измерении большого расхода составляют значительную часть эксплуатационных затрат на измерение расхода. Более высокие потери давления и (затраты на потребление энергии при перекачке) наблюдаются в трубке Вентури перепада давления, объемном расходомере и турбинном расходомере. Меньший из них — вставной расходомер, а без потери давления — электромагнитный расходомер.

Выбор измерения расхода пара

Измерение расхода пара по технологии измерения можно разделить на два типа: перегретый пар и насыщенный пар с высокой сухостью (сухость х = выше 0,9), а другой – насыщенный пар с низкой сухостью. Первую можно рассматривать как однофазную жидкость, а вторую – как двухфазный поток. В настоящее время все расходомеры применимы только к однофазной жидкости, поэтому насыщенный пар с низкой сухостью требует дальнейшего изучения.

1) Измерение расхода перегретого пара и насыщенного пара высокой сухости.
Обычно используемый расходомер представляет собой дросселирующий расходомер перепада давления, который до сих пор является основным прибором для измерения расхода пара. Для удовлетворения потребностей были также предприняты некоторые технические разработки. Например, дроссельное устройство, датчик перепада давления и группа из трех клапанов интегрированы во встроенный дроссельный расходомер, что устраняет недостаток, связанный с легким выходом из строя трубопровода сигнала перепада давления. Кроме того, стандартная диафрагма заменяется стандартным соплом, поскольку по сравнению с диафрагмой коэффициент истечения сопла стабилен, коэффициент истечения не изменится из-за острого угла тупой кромки, а также потеря давления. ниже диафрагмы. Обычно потеря давления составляет около 30% ~ 50% диафрагмы при том же расходе и значении.
Вихревой расходомер измеряет среднюю температуру, т.е. ниже 200 ℃. Надо сказать, что при нанесении на пар он стал зрелым. Это своего рода расходомер, который в настоящее время широко используется при измерении пара. Однако следует отметить, что среда с низкой сухостью приведет к отклонению ее приборного коэффициента от значения обнаружения и увеличению ошибки измерения.

Расходомер с усредняющей трубкой и расходомер с разделенным ротором могут использоваться во внутреннем управлении распределением с низкими требованиями к точности, поскольку они относительно дешевы и компактны и подходят для измерения среднего и малого расхода пара.
Для целевого расходомера электрический и пневматический датчик целевого расхода, разработанный в Китае в 1970-х годах, является прибором обнаружения комбинированного прибора с электрическим и пневматическим блоком. В то время преобразователь силы напрямую использовал механизм баланса сил датчика перепада давления, поэтому он имел множество недостатков, вызванных самим механизмом баланса сил. Например, низкая точность измерения, дрейф нуля, низкая надежность и стабильность рычажного механизма и т. д. Поэтому первоначальная спецификация датчика целевого расхода JJG 461-1986 была сформулирована в 1986 году сроком на 25 лет. В настоящее время электрические и пневматические преобразователи целевого расхода практически больше не производятся и не используются. Исходные правила больше не пригодны для использования, поэтому новые правила для целевых расходомеров пересматриваются.
Конструкция целевого расходомера состоит из измерительной трубки, целевой пластины, датчика силы и блока обработки сигналов. Датчик силы представляет собой тензодатчик. Дисплей обработки сигналов может напрямую считывать и отображать локально или выводить стандартные сигналы. Датчик силы состоит из цилиндрического эластомера и тензорезистора, который может быть внутренним и внешним. Когда эластомер деформируется под действием силы, он разрушает баланс электрического моста, состоящего из силы и тензодатчика, и производит электрический сигнал, квадратичный с потоком.
Принцип его работы заключается в установке целевой пластины перпендикулярно направлению луча потока на прямом участке трубы постоянного сечения. Когда жидкость проходит вокруг целевой пластины, целевая пластина подвергается тяге, причем тяга прямо пропорциональна кинетической энергии жидкости и площади целевой пластины. В определенном диапазоне чисел Рейнольдса поток через расходомер прямо пропорционален силе, действующей на целевую пластину. Сила, действующая на целевую пластину, определяется датчиком силы.
Благодаря новой конструкции и принципу измерения нового деформационного расходомера он имеет относительно лучшие перспективы применения при измерении пара и подходит для измерения пара со средним и малым расходом.

2) Измерение расхода насыщенного пара низкой сухости.
Насыщенный пар, вырабатываемый общепромышленными котлами, представляет собой насыщенный пар с высокой сухостью (свыше 0,95) на выходе. Однако в процессе транспортировки на большие расстояния из-за плохой изоляции или несбалансированного прерывистого потребления пара и многих других факторов сухость постоянно уменьшается и даже становится влажным паром с высоким содержанием воды, то есть газо-водяной двухфазной жидкостью. . Характеристики течения этой двухфазной жидкости существенно отличаются от характеристик однофазного потока. Коэффициент расходомера или коэффициент расхода расходомера, обнаруженный в однофазном потоке, не может использоваться для измерения двухфазного потока. Например, коэффициент истечения при испытании двухфазного потока диафрагменного расходомера должен быть скорректирован на сухость. Поэтому параметр сухости необходимо измерять при измерении расхода насыщенного пара низкой сухости. К сожалению, зрелого измерителя сухости пока не существует. Кроме того, глубоко не изучена поправка на сухость приборных коэффициентов расходомеров других типов. Только решив эту задачу, можно измерить расход насыщенного пара малой сухости.